2016届高三一轮复习《 碳、硅及无机非金属材料》学案+巩固练习

约11470字。
　　第一节碳、硅及无机非金属材料
　　[最新考纲]　
　　1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
　　2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
　　3.以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物的性质及应用。
　　[知识网络]
　　1． 碳及其化合物的转化关系图
　　2． 硅及化合物转化关系图
　　3． 碳、硅及其化合物的转化关系图
　　考点一应用广泛的非金属单质——碳、硅
　　[课前预习]
　　1． C、Si单质的存在形态、物理性质及用途
　　(1)自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。
　　(2)单质的结构、物理性质与用途比较
　　碳 硅
　　结构 金刚石：空间网状结构
　　石墨：层状结构 晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构
　　物理性质 金刚石熔点高、硬度大
　　石墨熔点高、质软，有滑腻感 晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高
　　用途 金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯 晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池
　　2．碳、硅的化学性质：
　　①碳单质的化学性质——还原性。
　　a．与O2的反应(用化学方程式表示)：
　　O2不足：2C＋O2点燃,2CO；O2充足：C＋O2点燃,CO2。
　　b．与其他物质的反应(用化学方程式表示)：
　　与CuO反应：2CuO＋C高温,2Cu＋CO2↑(可用于金属的冶炼)；
　　与CO2反应：CO2＋C高温,2CO；
　　与水蒸气反应：C＋H2O(g)高温,CO＋H2(制水煤气)；
　　与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓)△,CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
　　②硅的化学性质——还原性。
　　a．与氢氟酸反应的化学方程式：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
　　b．与NaOH溶液反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；
　　c．与O2反应：Si＋O2△,SiO2。
　　[课内探究]
　　考点1　硅单质的特性
　　非金属的一般规律 硅的特性
　　硅还原性强于碳 2C＋SiO2=====高温　Si＋2CO↑
　　非金属与强碱溶液反应一般不产生H2 硅可与强碱溶液反应产生H2：
　　Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
　　非金属一般不与非氧化性酸反应 Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
　　一般非金属单质为绝缘体 硅为半导体，常用于电子部件
　　[典题示例]
　　判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
　　(1)(2013•广东高考)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅。(　　)
　　(2)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料。(　　)
　　(3)(2011•山东高考)单质硅常用作半导体材料和光导纤维。(　　)
　　(4)(2011•山东高考)硅在自然界中只以化合态的形式存在。(　　)
　　(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。(　　)
　　答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×
　　考点2　硅的工业制法
　　1．制取粗硅
　　工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。
　　SiO2＋2C=====高温　　Si＋2CO↑。
　　2．粗硅提纯
　　(1)Si＋2Cl2=====高温　　SiCl4，SiCl4＋2H2=====高温　　Si＋4HCl。